量子生物学

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量子生物学

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2020/03/03 03:27 UTC 版)

量子生物学（りょうしせいぶつがく）とは、量子力学の言葉で生命現象を記述しようとする（量子力学の考え方で生物の活動を説明しようとする）科学の一分野である。

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量子生物学

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/02/25 09:27 UTC 版)

「トンネル効果」の記事における「量子生物学」の解説

量子生物学において、無視できない量子効果の筆頭として量子トンネル効果が挙げられる。ここでは、電子トンネリングとプロトントンネリングの二つが重要となる。電子トンネリングは多くの生化学的酸化還元反応（光合成、細胞呼吸）および酵素反応のキーファクターであり、またプロトントンネリングはDNA自発変異におけるキーファクターである。 DNA自発変異は通常のDNA複製時において、特に重要なプロトンが確率の低い量子トンネリングを起こすことによって生じ、これを量子生物学では「プロトントンネリング」と呼ぶ。通常のDNA塩基対は水素結合で会合している。水素結合に沿って見ると、二重井戸ポテンシャル構造が生じており、片方がより深くもう片方が浅い非対称となっていると考えられている。このため、プロトンは通常深い方の井戸に収まっていると考えられる。変異が起こるためにはプロトンは浅い方の井戸にトンネル抜けする必要がある。このようなプロトンの通常位置からの移動は互変異性遷移と呼ばれる。このような状態でDNAの複製が始まった場合、DNA塩基対の会合則が乱され、変異が起こりうる。ペル＝オロフ・レフディン（英語版）が初めて二重螺旋中における自発変異を取り扱うこの理論を構築した。その他の量子トンネル由来の変異が老化や癌化の原因であると考えられている。